JP7042257B2 - 多段変速機 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、本明細書において参照により組み込まれている2016年9月30日に出願された米国仮特許出願第62/402,411号に基づく優先権を主張する。
[0009]別の大まかな態様では、多段変速機は、変速機入力部と、変速機出力部と、変速機入力部として構成された第1の太陽歯車または第2の太陽歯車を有する単一のステップピニオン遊星歯車セット、基礎にしっかりと取り付けられた第1のリング歯車、変速機出力部として構成された第2のリング歯車、ならびに、第1の太陽歯車、第2の太陽歯車、第1のリング歯車、および第2のリング歯車と噛み合う相互連結された複数のピニオンを伴うキャリアを備える歯車システムと、変速機入力部に駆動可能に連結された第1の入力クラッチおよび第2の入力クラッチとを備え、変速機入力部として構成された第1の太陽歯車または第2の太陽歯車と、変速機出力部として構成された第2のリング歯車とは、同じ長手方向軸に沿って相互に離間される。
[0015]本開示の利点は、添付の図面との関連で検討されるとき、以下の詳細な記載を参照することでより良く理解されることになるため、容易に評価されることになる。
[0040]図1を参照すると、図1は、車両の車輪12の第1または主要なセットと、車輪14の第2または二次的なセットとにトルクを伝達するための例示の車両駆動系組立体10を示している。駆動系組立体10は、主要または前の駆動ライン16と、二次的または後ろの駆動ライン18とを備える。前の駆動ライン16は、数ある構成部品の中でも、エンジン20と、本開示による変速機22と、動力取出装置24(PTU)とを備える。PTU24は、トルクを、プロペラシャフト28を通じて、二次的な駆動ユニット、明確には、後輪14を駆動するための後駆動ユニット30(RDU)へと伝達するために、出力部26を備える。制御装置(図示せず)が、前の駆動ライン16および後の駆動ライン18における構成部品と通信でき、車両全体に位置付けられた1つまたは複数のセンサと通信していてもよい。
変化を網羅および包含するように意図している。
1.本発明の第1の態様によれば、多段変速機は、変速機入力部と、変速機出力部と、前記変速機入力部として構成された第1の太陽歯車、基礎にしっかりと取り付けられた第1のリング歯車、ならびに、前記第1の太陽歯車および前記第1のリング歯車と噛み合う相互連結された複数のピニオン歯車を伴う第1の遊星キャリアを備える主減速歯車セットと、第2の太陽歯車、第3の太陽歯車、基礎にしっかりと取り付けられた第2のリング歯車、ならびに、前記第2の太陽歯車、前記第3の太陽歯車、および前記第2のリング歯車と噛み合う相互連結された複数のピニオンを伴う、前記変速機出力部として構成された第2の遊星キャリアを有するステップピニオン遊星歯車セットを備える歯車組立体と、前記変速機入力部に駆動可能に連結された第1の入力クラッチおよび第2の入力クラッチとを備え、前記変速機入力部として構成された前記第1の太陽歯車と、前記変速機出力部として構成された前記第2の遊星キャリアとは、同じ長手方向軸に沿って相互に離間される。
2.本発明の第2の態様によれば、第1の態様において、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結され、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結された係合ハブを用いて前記第1の入力クラッチから前記第2の入力クラッチへと動力を伝達するように構成された同期クラッチ組立体をさらに備える。
3.本発明の第3の態様によれば、第2の態様において、前記変速機は、前記クラッチ組立体が前記第2の太陽歯車または前記第3の太陽歯車の一方の係合リングと選択的に係合することによって、高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される。
4.本発明の第4の態様によれば、第3の態様において、前記低歯車比は約14:1であり、前記高歯車比は4.66:1である。
5.本発明の第5の態様によれば、第2から第4のいずれかの態様において、前記変速機についての長手方向軸において、前記主減速歯車セットは、前記変速機入力部により近い前記同期クラッチ組立体の側に全体として配置される。
6.本発明の第6の態様によれば、多段変速機は、変速機入力部と、変速機出力部と、前記変速機入力部として構成された第1の太陽歯車または第2の太陽歯車を有する単一のステップピニオン遊星歯車セット、基礎にしっかりと取り付けられた第1のリング歯車、前記変速機出力部として構成された第2のリング歯車、ならびに、前記第1の太陽歯車、前記第2の太陽歯車、前記第1のリング歯車、および前記第2のリング歯車と噛み合う相互連結された複数のピニオンを伴うキャリアを備える歯車システムと、前記変速機入力部に駆動可能に連結された第1の入力クラッチおよび第2の入力クラッチとを備え、前記変速機入力部として構成された前記第1の太陽歯車または前記第2の太陽歯車と、前記変速機出力部として構成された前記第2のリング歯車とは、同じ長手方向軸に沿って相互に離間される。
7.本発明の第7の態様によれば、第6の態様において、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結され、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結された係合ハブを用いて前記第1の入力クラッチから前記第2の入力クラッチへと動力を伝達するように構成された同期クラッチ組立体をさらに備える。
8.本発明の第8の態様によれば、第7の態様において、前記変速機は、前記クラッチ組立体が前記第1の太陽歯車または前記第2の太陽歯車の一方の係合リングと選択的に係合することによって、高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される。
9.本発明の第9の態様によれば、第8の態様において、前記低歯車比は24:1であり、前記高歯車比は8:1である。
10.本発明の第10の態様によれば、第9の態様において、前記変速機についての長手方向軸において、前記歯車システムは、前記変速機出力部により近い前記同期クラッチ組立体の側に全体として配置される。
11.本発明の第11の態様によれば、第1から第10のいずれかの態様において、前記変速機入力部が前記変速機出力部から結合解除されるニュートラル状態と、前記変速機入力部が前記変速機出力部に動作可能に結合される機能状態との間で動作可能である。
12.本発明の第12の態様によれば、歯車箱組立体は、車両のための歯車箱組立体であって、少なくとも1つの多段変速機と、前記歯車箱組立体を通じて動力を送るために前記変速機に動作可能に結合された電気駆動モータと、前記少なくとも1つの変速機に動作可能に結合され、前記少なくとも1つの多段変速機と関連付けられた少なくとも1つの歯車と選択的に係合することで高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成された歯車切替機構と、前記駆動モータに動力供給するためのインバータとを備える。
13.本発明の第13の態様によれば、第12の態様において、前記車両の移動を防止するために、前記少なくとも1つの変速機の各々と別々に係合するように構成された駐車歯車ホイールをさらに備える。
14.本発明の第14の態様によれば、第12または13の態様において、前記変速機は、入力シャフトと、前記入力シャフトと関連付けられた第1の歯車セットおよび第2の歯車セットであって、少なくとも1つの高領域ピニオン歯車および1つの高領域ホイール歯車、ならびに、少なくとも1つの低領域ピニオン歯車および1つの低領域ホイール歯車を各々備える第1の歯車セットおよび第2の歯車セットと、遊星太陽歯車、遊星リング歯車、および、前記太陽歯車および前記リング歯車と噛み合う複数の遊星ピニオン歯車を伴う遊星キャリアを有する遊星歯車セットと、前記歯車切替機構に動作可能に結合され、前記高領域ピニオン歯車または前記低領域ピニオン歯車の一方に係合することで高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成された同期装置とを備え、前記ピニオンと前記ホイール歯車とは平行な長手方向軸に沿って相互に離間される。
15.本発明の第15の態様によれば、第12から14のいずれかの態様において、前記少なくとも1つの変速機は、約18:1の低歯車比と約8.8:1の高歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される。
16.本発明の第16の態様によれば、第14または15の態様において、前記遊星ピニオン歯車は前記ホイール歯車内に全体で配置される。
17.本発明の第17の態様によれば、車両は、第12から16のいずれかの態様の少なくとも1つの歯車箱組立体を備える。
18.本発明の第18の態様によれば、第17の態様において、前記少なくとも1つの歯車箱組立体は、前記電気駆動モータを収容するための中心モータハウジングを備える。
19.本発明の第19の態様によれば、第18の態様において、前記歯車箱組立体は、第14の態様に記載の変速機を2つ備える。
20.本発明の第20の態様によれば、第19の態様において、前記2つの変速機は、前記中心モータハウジングについての長手方向軸において相互に並べられて離間される。
21.本発明の第21の態様によれば、歯車箱組立体は、第1から第11のいずれかの態様の変速機を備える。
22.本発明の第22の態様によれば、車両は、第21の態様の歯車箱組立体を備える。
Claims (20)
- 変速機入力部と、
変速機出力部と、
前記変速機入力部として構成された第1の太陽歯車、基礎にしっかりと取り付けられた第1のリング歯車、ならびに、前記第1の太陽歯車および前記第1のリング歯車と噛み合う相互連結された複数の第1ピニオン歯車を伴う第1の遊星キャリアを備える主減速歯車セットと、
第2の太陽歯車、第3の太陽歯車、基礎にしっかりと取り付けられた第2のリング歯車、ならびに、前記第2の太陽歯車、前記第3の太陽歯車、および前記第2のリング歯車と噛み合う相互連結された複数の第2ピニオン歯車を伴う、前記変速機出力部として構成された第2の遊星キャリアを有するステップピニオン遊星歯車セットを備える歯車組立体と、
前記変速機入力部に駆動可能に連結され、前記第2の太陽歯車および前記第3の太陽歯車のそれぞれに駆動可能に連結され、前記第2の太陽歯車および前記第3の太陽歯車のいずれかを選択的に活性化する第1の入力クラッチおよび第2の入力クラッチと
を備え、
前記第1の遊星キャリアは前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチを駆動し、それにより前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチは、前記変速機入力部に駆動可能に連結され、前記主減速歯車セットを介して駆動され、
前記変速機入力部として構成された前記第1の太陽歯車と、前記変速機出力部として構成された前記第2の遊星キャリアとは、同じ長手方向軸に沿って相互に離間される、多段変速機。 - 前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結され、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結された係合ハブを用いて前記第1の入力クラッチまたは前記第2の入力クラッチから前記第2の太陽歯車または前記第3の太陽歯車へと動力を伝達するように構成された同期クラッチ組立体をさらに備える、請求項1に記載の変速機。
- 前記変速機は、前記同期クラッチ組立体が、前記第1の入力クラッチまたは前記第2の入力クラッチのいずれかにより、前記第2の太陽歯車または前記第3の太陽歯車の一方の係合リングと選択的に係合することによって、高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される、請求項2に記載の変速機。
- 前記変速機についての長手方向軸において、前記主減速歯車セットは、前記変速機入力部により近い前記同期クラッチ組立体の側に全体として配置される、請求項2または3に記載の変速機。
- 変速機入力部と、
変速機出力部と、
前記変速機入力部として構成された第1の太陽歯車または第2の太陽歯車を有する単一のステップピニオン遊星歯車セット、基礎にしっかりと取り付けられた第1のリング歯車、前記変速機出力部として構成された第2のリング歯車、ならびに、前記第1の太陽歯車、前記第2の太陽歯車、前記第1のリング歯車、および前記第2のリング歯車と噛み合う相互連結された複数のピニオンを伴うキャリアを備える歯車システムと、
前記変速機入力部に駆動可能に連結された第1の入力クラッチおよび第2の入力クラッチと
を備え、
前記変速機入力部として構成された前記第1の太陽歯車または前記第2の太陽歯車と、
前記変速機出力部として構成された前記第2のリング歯車とは、同じ長手方向軸に沿って相互に離間される、多段変速機。 - 前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結され、前記第1の入力クラッチおよび前記第2の入力クラッチに動作可能に連結された係合ハブを用いて前記第1の入力クラッチまたは前記第2の入力クラッチから前記第1の太陽歯車または前記第2の太陽歯車へと動力を伝達するように構成された同期クラッチ組立体をさらに備える、請求項5に記載の変速機。
- 前記変速機は、前記クラッチ組立体が前記第1の太陽歯車または前記第2の太陽歯車の一方の係合リングと選択的に係合することによって、高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される、請求項6に記載の変速機。
- 前記低歯車比は24:1であり、前記高歯車比は14:1である、請求項7に記載の変速機。
- 前記変速機についての長手方向軸において、前記歯車システムは、前記変速機出力部により近い前記同期クラッチ組立体の側に全体として配置される、請求項8に記載の変速機。
- 前記変速機入力部が前記変速機出力部から結合解除されるニュートラル状態と、前記変速機入力部が前記変速機出力部に動作可能に結合される機能状態との間で動作可能である、請求項1から9のいずれか一項に記載の変速機。
- 車両のための歯車箱組立体であって、
少なくとも1つの多段変速機と、
前記歯車箱組立体を通じて動力を送るために前記変速機に動作可能に結合された電気駆動モータと、
前記少なくとも1つの変速機に動作可能に結合され、前記少なくとも1つの多段変速機と関連付けられた少なくとも1つの歯車と選択的に係合することで高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成された歯車切替機構と、
前記駆動モータに動力供給するためのインバータと、
前記車両の移動を防止するために、前記少なくとも1つの変速機の各々と別々に係合するように構成された駐車歯車ホイールと
を備える歯車箱組立体。 - 前記変速機は、
入力シャフトと、
前記入力シャフトと関連付けられた第1の歯車セットおよび第2の歯車セットであって、
少なくとも1つの高領域ピニオン歯車および1つの高領域ホイール歯車、ならびに、
少なくとも1つの低領域ピニオン歯車および1つの低領域ホイール歯車
を各々備える第1の歯車セットおよび第2の歯車セットと、
遊星太陽歯車、遊星リング歯車、および、前記太陽歯車および前記リング歯車と噛み合う複数の遊星ピニオン歯車を伴う遊星キャリアを有する遊星歯車セットと、
前記歯車切替機構に動作可能に結合され、前記高領域ピニオン歯車または前記低領域ピニオン歯車の一方に係合することで高歯車比と低歯車比との間で選択的に切り替わるように構成された同期装置と
を備え、
前記複数のピニオン歯車と前記複数のホイール歯車とは平行な複数の長手方向軸に沿って相互に離間される、請求項11に記載の歯車箱組立体。 - 前記少なくとも1つの変速機は、約18:1の低歯車比と約8.8:1の高歯車比との間で選択的に切り替わるように構成される、請求項11または12に記載の歯車箱組立体。
- 前記遊星ピニオン歯車は前記低領域ホイール歯車内に全体で配置される、請求項12に記載の歯車箱組立体。
- 請求項11から14のいずれか一項に記載の少なくとも1つの歯車箱組立体を備える車両。
- 前記少なくとも1つの歯車箱組立体は、前記電気駆動モータを収容するための中心モータハウジングを備える、請求項15に記載の車両。
- 前記歯車箱組立体は、請求項12に記載の変速機を2つ備える、請求項16に記載の車両。
- 前記2つの変速機は、前記中心モータハウジングについての長手方向軸において相互に並べられて離間される、請求項17に記載の車両。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の変速機を備える歯車箱組立体。
- 請求項19に記載の歯車箱組立体を備える車両。
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